(57)【要約】【課題】  吸気制御弁作動時に気筒内に流入する空気量を正確に推定する。【解決手段】  本発明の一形態に係るエンジンの制御装置は、吸気弁１６の上流側の吸気通路１１に設けられ、吸気通路１１内を閉止可能で且つ吸気弁１６の開閉と同期して開閉可能な吸気制御弁２３と、吸気制御弁２３を吸気行程の途中で開弁し、その後閉弁する吸気制御弁制御手段１００と、吸気制御弁２３の開弁時期と、吸気制御弁２３の閉弁時期又は開弁期間と、吸気制御弁２３の開弁時期における吸気制御弁２３の下流側の圧力とに基づいて、吸気制御弁２３の開弁後に気筒１２内に流入する空気量を推定する空気量推定手段１００とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁の上流側の吸気通路に設けられ、該吸気通路内を閉止可能で且つ前記吸気弁の開閉と同期して開閉可能な吸気制御弁と、
該吸気制御弁を吸気行程の途中で開弁し、その後閉弁する吸気制御弁制御手段と、
前記吸気制御弁の開弁時期と、前記吸気制御弁の閉弁時期又は開弁期間と、前記吸気制御弁の開弁時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁後に気筒内に流入する空気量を推定する空気量推定手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記空気量推定手段が、前記吸気制御弁の開弁時期と、前記吸気制御弁の閉弁時期又は開弁期間とをエンジンの運転状態に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記空気量推定手段が、前記開弁時期、前記開弁期間及び前記圧力をパラメータとするマップに従って前記空気量を推定することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記吸気制御弁の下流側の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備え、
前記空気量推定手段が、前記吸気制御弁の開弁時期に前記圧力検出手段によって検出された圧力値、或いは検出された圧力値により推定した圧力値を前記圧力とすることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記空気量推定手段によって推定された空気量に基づいて制御量を決定する制御量決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記吸気制御弁制御手段が、吸気行程の末期から次回の吸気行程まで、前記吸気制御弁と前記吸気弁との間の前記吸気通路に、前記吸気制御弁の上流側の平均圧力とは異なった圧力を保持する、或いは前記吸気制御弁の上流側の平均圧力と同等の圧力を保持するように、前記吸気制御弁を閉弁することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記保持された圧力と、前記吸気弁の開弁後で且つ前記吸気制御弁の開弁時期又はそれより前の所定時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁前に気筒内に流入する開弁前空気量を推定する開弁前空気量推定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記吸気制御弁の下流側の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備え、
前記開弁前空気量推定手段が、前記吸気弁の開弁前の所定時期に前記圧力検出手段によって検出された圧力値を前記保持圧力とし、前記吸気弁の開弁後で且つ前記吸気制御弁の開弁時期又はそれより前の前記所定時期に前記圧力検出手段によって検出された圧力値を前記下流側の圧力とすることを特徴とする請求項７記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記空気量推定手段によって推定された空気量と、前記開弁前空気量推定手段によって推定された開弁前空気量との和に基づいて制御量を決定する制御量決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６乃至８いずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
吸気弁の上流側の吸気通路に、該吸気通路内を閉止可能で且つ前記吸気弁の開閉と同期して開閉可能な吸気制御弁を設けるステップと、
該吸気制御弁を吸気行程の途中で開弁し、その後閉弁するステップと、
前記吸気制御弁の開弁時期と、前記吸気制御弁の閉弁時期又は開弁期間と、前記吸気制御弁の開弁時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁後に気筒内に流入する空気量を推定するステップと
を備えたことを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項１１】
前記吸気制御弁を閉弁するステップが、吸気行程の末期から次回の吸気行程まで、前記吸気制御弁と前記吸気弁との間の前記吸気通路に、前記吸気制御弁の上流側の平均圧力より大きな圧力を保持するように、前記吸気制御弁を閉弁することを含み、
前記保持された圧力と、前記吸気弁の開弁後で且つ前記吸気制御弁の開弁時期又はそれより前の所定時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁前に気筒内に流入する開弁前空気量を推定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載のエンジンの制御方法。
【請求項１２】
前記吸気制御弁の下流側の圧力を検出するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１０又は１１記載のエンジンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの制御装置及び制御方法に係り、特に、吸気通路に設けられた吸気制御弁により気筒内に流入する空気量を増加可能なエンジンの制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁の上流側の吸気通路に、この吸気通路内を閉止可能で且つ吸気弁の開閉と同期して開閉可能な吸気制御弁を設け、この吸気制御弁を吸気行程の途中で瞬時に開弁させ、慣性過給効果ないし吸気の圧力脈動を利用してより多量の吸気を気筒（シリンダ）内に充填することが知られている（例えば特許文献１参照）。吸気制御弁が１吸気行程内で開閉可能なので、かかる過給は、アクセルペダルを踏み込んだのと同時に開始することができ、タービンの立ち上りを待つターボ過給よりも応答性に優れ、例えば車両の加速遅れを解消するのに好適である。また、自然吸気の場合よりも吸入空気量を増加できるので、エンジンの最大発生トルクを高めることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４８９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジン制御において、気筒内に流入する空気量を気筒サイクル毎に推定し、この推定された空気量に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等の設定を行う場合がある。この場合、空気量の推定は、エアフローメータで検出された吸入空気流量の検出値や、吸気圧センサの検出値に基づいて行われる。
【０００５】
しかしながら、上述のような吸気制御弁を採用した場合、吸気制御弁の作動タイミングに応じて吸気サイクル毎に流入空気量が変化するため、エアフローメータや吸気圧センサの検出値を用いる方法では、吸気サイクル毎の空気量変化に追従することができず、結果的に空気量を正確に測定することができない。言い換えれば、エアフローメータや吸気圧センサの検出値を用いる方法では、気筒内に流入する平均的な空気量を推定できるのみであり、吸気サイクルの単位で空気量変化があった場合の変動分は推定することができない。また、エアフローメータや吸気圧センサの検出値を用いる方法では、吸気制御弁が非作動状態から作動状態へ、又はその逆へと、変化した場合の平均流量の変化にも追従することができない。
【０００６】
なお、吸気弁の開閉タイミングを任意に設定できる可変動弁システムにおいては、各気筒の吸気弁が閉じる時点でのポート圧力を推定できれば空気量推定が可能である。しかし、前述のような吸気制御弁を用いるシステムでは、ポート部が亜音速になり圧力変化が急激であるうえ、吸入空気の温度変化を伴うので、吸気弁が閉じる時点でのポート圧力をエアフローメータ等で推定することは非常に困難であり、たとえ推定できてもその結果として得られる空気量は不正確と言わざるを得ない。
【０００７】
そこで本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気制御弁作動時に気筒内に流入する空気量を正確に推定することができるエンジンの制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るエンジンの制御装置は、吸気弁の上流側の吸気通路に設けられ、該吸気通路内を閉止可能で且つ前記吸気弁の開閉と同期して開閉可能な吸気制御弁と、該吸気制御弁を吸気行程の途中で開弁し、その後閉弁する吸気制御弁制御手段と、前記吸気制御弁の開弁時期と、前記吸気制御弁の閉弁時期又は開弁期間と、前記吸気制御弁の開弁時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁後に気筒内に流入する空気量を推定する空気量推定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究の結果、吸気制御弁の開弁時期と、吸気制御弁の閉弁時期又は開弁期間と、吸気制御弁の開弁時期における吸気制御弁の下流側の圧力とにより、吸気制御弁が開いたときに気筒内に流入する空気量を推定できることを見いだした。概して、流入空気量を多くしようとした場合、吸気制御弁の下流側の圧力を低くしたり（吸気制御弁上下流側の差圧が大きくなり開弁時の流速が上がる）、従って開弁時期を遅らせたり（同様の理由）、開弁期間を適切にとったりする（空気が逆流する直前で閉弁する）ことが有効である。この本発明の一形態は、かかる本発明者らの知見に基づきなされたものであり、これら三つのパラメータに基づいて空気量を推定することにより、気筒内に流入する空気量を正確に推定することが可能となる。
【００１０】
ここで、前記空気量推定手段が、前記吸気制御弁の開弁時期と、前記吸気制御弁の閉弁時期又は開弁期間とをエンジンの運転状態に基づいて決定してもよい。
【００１１】
好ましくは、前記空気量推定手段が、前記開弁時期、前記開弁期間及び前記圧力をパラメータとするマップに従って前記空気量を推定する。
【００１２】
好ましくは、前記吸気制御弁の下流側の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備え、前記空気量推定手段が、前記吸気制御弁の開弁時期に前記圧力検出手段によって検出された圧力値、或いは検出された圧力値により推定した圧力値を前記圧力とする。
【００１３】
好ましくは、前記空気量推定手段によって推定された空気量に基づいて制御量を決定する制御量決定手段をさらに備える。この制御量は、例えば燃料噴射量、燃料噴射時期及び点火時期の少なくとも一つである。
【００１４】
好ましくは、前記吸気制御弁制御手段が、吸気行程の末期から次回の吸気行程まで、前記吸気制御弁と前記吸気弁との間の前記吸気通路に、前記吸気制御弁の上流側の平均圧力とは異なった圧力を保持する、或いは前記吸気制御弁の上流側の平均圧力と同等の圧力を保持するように、前記吸気制御弁を閉弁する。
【００１５】
これによれば、吸気弁と排気弁との開弁期間にオーバーラップが設定されている場合、その保持された圧力を利用して、筒内残留ガスの逆流を低減し、或いは筒内残留ガスを排気系に掃気し、併せて筒内への空気量を増加させることができる。
【００１６】
また好ましくは、前記保持された圧力と、前記吸気弁の開弁後で且つ前記吸気制御弁の開弁時期又はそれより前の所定時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁前に気筒内に流入する開弁前空気量を推定する開弁前空気量推定手段をさらに備える。
【００１７】
吸気制御弁の開弁前に吸気制御弁の下流側の吸気通路から気筒内に流入する空気量は、その下流側吸気通路から減少した空気量と等しい。下流側吸気通路の容積は幾何学的に決まり、既知の一定値であることから、吸気弁の開弁前から吸気制御弁の開弁前までの下流側吸気通路内の空気密度変化から、前記開弁前空気量を推定することができる。変化前後の空気密度比は前記二つの圧力の圧力比と相関関係にある。従って、前記二つの圧力に基づき開弁前空気量を推定することができる。
【００１８】
好ましくは、前記吸気制御弁の下流側の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備え、前記開弁前空気量推定手段が、前記吸気弁の開弁前の所定時期に前記圧力検出手段によって検出された圧力値を前記保持圧力とし、前記吸気弁の開弁後で且つ前記吸気制御弁の開弁時期又はそれより前の前記所定時期に前記圧力検出手段によって検出された圧力値を前記下流側の圧力とする。なお、前記保持圧力は前回の吸気行程の圧力を保持する制御には限定されない。
【００１９】
好ましくは、前記空気量推定手段によって推定された空気量と、前記開弁前空気量推定手段によって推定された開弁前空気量との和に基づいて制御量を決定する。
【００２０】
また、本発明の他の形態に係るエンジンの制御方法は、吸気弁の上流側の吸気通路に、該吸気通路内を閉止可能で且つ前記吸気弁の開閉と同期して開閉可能な吸気制御弁を設けるステップと、該吸気制御弁を吸気行程の途中で開弁し、その後閉弁するステップと、前記吸気制御弁の開弁時期と、前記吸気制御弁の閉弁時期又は開弁期間と、前記吸気制御弁の開弁時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁後に気筒内に流入する空気量を推定するステップとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記吸気制御弁を閉弁するステップが、吸気行程の末期から次回の吸気行程まで、前記吸気制御弁と前記吸気弁との間の前記吸気通路に、前記吸気制御弁の上流側の平均圧力より大きな圧力を保持するように、前記吸気制御弁を閉弁することを含み、前記保持された圧力と、前記吸気弁の開弁後で且つ前記吸気制御弁の開弁時期又はそれより前の所定時期における前記吸気制御弁の下流側の圧力とに基づいて、前記吸気制御弁の開弁前に気筒内に流入する開弁前空気量を推定するステップをさらに備える。
【００２２】
好ましくは、前記吸気制御弁の下流側の圧力を検出するステップをさらに備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、吸気制御弁作動時に気筒内に流入する空気量を正確に推定することができるという、優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２５】
図１に、本実施形態に係るエンジンの制御装置の構成を概略的に示す。本実施形態において、エンジン１は車両用多気筒ガソリンエンジンであり（図では１気筒のみ示す）、ガソリンからなる燃料をインジェクタ１０からシリンダ１２内の燃焼室１３に直接的に噴射し、これによって形成された混合気を点火プラグ１４によって着火させ、排気ガスを排気通路１７を通じて排出する構造となっている。
【００２６】
このようにエンジンはいわゆる直噴式であり、次のような成層燃焼を実施し得るようになっている。即ち、燃料が、ピストン２４の頂面部に設けられた凹部４０内に向けて、ピストン２４の上昇中にインジェクタ１０から噴射され、その凹部４０の内面に沿って巻き上がるタンブル状の燃料噴霧の流れを生成する過程で、燃料と空気とが混合され、点火プラグ１４付近には比較的リッチな混合気層が形成され、このリッチな混合気層の周りには比較的リーンな混合気層が形成される。こうして混合気は成層化され、成層燃焼が実現される。成層燃焼によれば、燃焼室全体の空燃比を理論空燃比より大幅にリーンとしつつも、確実な着火燃焼を確保して燃費の大幅な改善を図れる。なお、エンジンは、例えば燃焼室全体の空燃比をほぼ理論空燃比とするストイキ燃焼などのリーン燃焼以外の燃焼も実施可能である。
【００２７】
吸気通路１１は、知られているように、上流側から順に接続された吸気管４７、吸気マニホールド４３及び吸気ポート１５によって区画形成される。吸気マニホールド４３は、各気筒に共通の合流部としてのサージタンク４８と、各気筒毎の枝管４９とを有する。吸気ポート１５の出口が吸気弁１６によって開閉される。排気通路１７は、知られているように、上流側から順に接続された排気ポート１９、排気マニホールド５０、触媒１８及び排気管５１によって区画形成される。排気ポート１９の入口が排気弁２０によって開閉される。本実施形態において、吸気弁１６及び排気弁２０は、クランク軸２６によりその２倍の周期で回転駆動されるカムシャフト（図示せず）によって、機械的に一定周期で開閉されるが、可変バルブタイミング機構やアクチュエータ等によりエンジン運転状態に応じて開弁時期及び開弁期間が制御されてもよい。本実施形態では吸気弁１６及び排気弁２０の開弁期間の間にオーバーラップが設定されているが、これはなくてもよい。触媒１８は排気管の途中に設けられて排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の有害物質を除去する。
【００２８】
吸気通路１１には、上流側から順にエアフローメータ２１、吸気絞り弁２２及び吸気制御弁２３が設けられている。エアフローメータ２１は、これを通過する空気流量に応じた信号を制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）１００に出力する。このように本実施形態では、エンジンの全気筒分の空気量をエアフローメータ２１により検出しているが、例えばこれを、吸気圧センサ４１によって検出された吸気圧に基づいて演算するようにしてもよい。吸気絞り弁２２は制御可能であり、本実施形態では電気作動式とされてその開度がＥＣＵ１００によって制御される。吸気制御弁２３については後に詳述する。このように、吸気弁１６の上流側に吸気制御弁２３が設けられ、吸気制御弁２３の上流側に吸気絞り弁２２が設けられる。また吸気制御弁２３の下流側にインジェクタ１０が設けられる。
【００２９】
シリンダ１２内にはピストン２４が往復動可能に収容されている。ピストン２４はコンロッド２５を介してクランク軸２６に連結される。
【００３０】
かかるエンジンの制御装置の電気的構成について述べる。ＥＣＵ１００には、前述のインジェクタ１０、点火プラグ１４、エアフローメータ２１、吸気絞り弁２２、吸気制御弁２３のほか、クランク角センサ２８、酸素濃度センサ２９、アクセル開度センサ３０、ブレーキスイッチ３１、吸気圧センサ４１、吸気温センサ４２、圧力センサ５５が接続されている。
【００３１】
インジェクタ１０は、ＥＣＵ１００から出力されるオンオフ信号に基づいて開閉され、これによって燃料噴射を実行・停止する。点火プラグ１４は、ＥＣＵ１００から出力される点火信号に基づいて火花を放出する。吸気絞り弁２２はバタフライ弁の形式であり、吸気通路１１内に配設された弁体３７と、弁体３７を駆動するロータリソレノイド等の電動アクチュエータ３８と、弁体３７の開度を検出するセンサ３９とを備える。アクセル開度センサ３０は、ドライバによるアクセルペダルの操作量（踏み込み量）に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００３２】
クランク角センサ２８は、クランク軸２６の所定の角度間隔でパルス信号をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００はこのパルス信号に基づいて、クランク角度を検出すると共にエンジン回転速度を演算する。酸素濃度センサ２９は、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。ブレーキスイッチ３１は、ドライバによるブレーキペダル４４の操作に応じたオンオフ信号をＥＣＵ１００に出力する。ブレーキ作動時にはオンである。
【００３３】
吸気圧センサ４１は、吸気絞り弁２２の下流側且つ吸気制御弁２３の上流側の位置における吸気通路１１（以下これを「インマニ通路１１ａ」と称す）に設けられ、当該位置の圧力（以下これを「インマニ圧」と称す）に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。吸気温センサ４２は、吸入空気の温度に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。圧力センサ５５は、吸気制御弁２３の下流側且つ吸気弁１６の上流側の位置における吸気通路１１（以下これを「ポート通路１１ｂ」と称す）に設けられ、当該位置の圧力（以下これを「ポート圧」と称す）に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。圧力センサ５５には高応答のものが使用される。本実施形態において、吸気圧センサ４１及び吸気温センサ４２はサージタンク４８に各一つ設けられ、圧力センサ５５は各気筒毎に、より詳細には各気筒の枝管４９毎に設けられる。
【００３４】
吸気制御弁２３は、圧力センサ５５の上流側の位置における各気筒の枝管４９毎に設けられる。吸気制御弁２３は、吸気通路１１（より詳細には枝管４９）内に配設された弁体３３と、弁体３３を駆動するロータリソレノイド等の電動アクチュエータ３４とを備える。なお弁体３３の開度を検出するセンサを備えてもよい。吸気制御弁２３は吸気通路１１内を閉止可能であり、特に吸気絞り弁２２と異なり、その全閉時に吸気通路１１内を気密に閉止し、吸気の通過を遮断する構造となっている。これに対し吸気絞り弁２２は、その全閉時に吸気通路１１を最大に絞るだけで、吸気の通過を許容する。また吸気制御弁２３の電動アクチュエータ３４は、吸気絞り弁２２の電動アクチュエータ３８よりも遥かに高速で作動可能であり、応答性が高く、弁体３３を例えば２〜３msec以内に、クランク角の単位ではエンジン回転が２０００ｒｐｍにおいて１０°ＣＡ程度のオーダーで、開閉可能である。これにより、吸気制御弁２３は吸気弁１６の開閉と同期して開閉可能である。本実施形態では吸気制御弁２３がバタフライ弁形式となっているが、例えばシャッター弁等の他の形式であってもよい。
【００３５】
この吸気制御弁２３は、ＥＣＵ１００から電動アクチュエータ３４に出力される開度信号に応じて、全開から全閉まで、その開度が制御される。またこの吸気制御弁２３は各気筒毎に設けられ、各気筒が複数の吸気通路１１（枝管４９）を有する場合、これら吸気通路１１毎に吸気制御弁２３が設けられる。このように複数設けられた吸気制御弁２３は、各気筒毎、各吸気通路１１毎に個別に制御可能である。
【００３６】
本実施形態では個々の気筒を単位として吸気制御弁２３が制御され、また、全開又は全閉にのみ、その開度が制御される。本実施形態で吸気制御弁２３の「開弁」、「閉弁」といった場合、それは吸気制御弁２３の「全開」、「全閉」を意味する。また「全開」、「全閉」とは、必ずしも機械的な全開、全閉をいうものではなく、通過する空気への絞りの程度を意味し、例えば「全開」といった場合、機械的な全開でなくても、通過空気流量の減少が無ければ全開の状態である。また、本実施形態で吸気制御弁２３の「作動」といった場合、それは吸気制御弁２３が１気筒サイクル中に開閉されることを意味し、吸気制御弁２３の「非作動」といった場合、それは吸気制御弁２３が全開に保持されることを意味する。
【００３７】
次に、本実施形態において特徴的な吸入空気量の推定について説明する。なお以下に説明する各マップは、実験・解析等を経て予め作成され、ＥＣＵ１００に記憶されたものである。
【００３８】
まず、前述の慣性過給を行うように吸気制御弁２３を作動させた場合の吸気行程における圧力及び空気流量の変化の様子を図２を参照しつつ説明する。図には、クランク角度が進行したときの吸気制御弁２３の開度、吸気制御弁下流側のポート圧、吸気制御弁上流側のインマニ圧の平均値（平均インマニ圧）、ある特定気筒内に流入する空気の流量（ｇ／ｓ）の推移が示されている。CA_Po、CA_Pc、CA_Pwはそれぞれ吸気制御弁２３の開弁時期、閉弁時期、開弁期間を表し、それら開弁時期及び閉弁時期はそれぞれＥＣＵ１００が吸気制御弁２３に開弁信号及び閉弁信号を出力したタイミングとして表される。これらにはCA_Pc＝CA_Po＋CA_Pwの関係がある。
【００３９】
図示されるように、吸気制御弁２３の開弁前では、ピストン２４の下降に従ってポート圧が徐々に低下していく。そして開弁時期CA_Poに至って吸気制御弁２３が瞬時的に開弁されると、その直前に形成されていた吸気制御弁上下流側の差圧により空気が一気に気筒内に流れ込み、慣性過給が実行される（（Ｇａ２）の部分参照）。このときポート圧は平均インマニ圧より高圧であり、この状態で吸気制御弁２３及び吸気弁１６が閉弁されると、ポート通路１１ｂにその高圧が保持される。次回の吸気行程で吸気弁１６が開弁されると、その高圧と、ピストン２４の下降による負圧化とにより、ポート通路１１ｂ内の空気が気筒内に流入する（（Ｇａ１）の部分参照）。本実施形態のようにオーバーラップがある場合、この流入空気は、筒内に残留した排気ガス（残留ガス）を排気通路１７に掃気すると共に、一部排気通路１７に吹き抜けるものもある。オーバーラップがない場合はこのような作用は生じない。
【００４０】
この中で、吸気行程後期の吸気制御弁開弁後に行われるメインの空気流入に基づく吸入空気量がＧａ２、吸気行程初期の吸気制御弁開弁前に行われる空気流入に基づく吸入空気量がＧａ１である。以下、これらＧａ２、Ｇａ１をそれぞれ「開弁後空気量」、「開弁前空気量」と称す。後期の空気流入は、本来の目的である空気量増加のための慣性過給によるものである。また前記の空気流入は、前回の吸気行程から保持されていたポート圧を利用して筒内残留ガスを排気系に掃気し、併せて筒内への空気量を増加することを意図している。この初期の流入分は全体の２割程度にも及ぶため、これを精度良く推定することも重要である。
【００４１】
初期の空気流入に関し、吸気弁開弁直前のポート圧は、(i)前回吸気行程後期における吸気制御弁及び吸気弁閉弁時のポート圧、(ii)前回吸気行程から今回吸気弁開弁直前までの空気の漏れ量、(iii)吸気弁開弁時の筒内圧、等に影響される。(i)(ii)は、計測や経時変化の推定が非常に困難であり、通常のセンサでは測定できない。(iii)に関し、今回吸気弁開弁時の筒内圧は、排気弁開弁中の排気脈動の影響を強く受け、吸気弁と排気弁とが同じに開弁した状態であるオーバーラップがある場合にはさらに影響が大きくなる。このため、他の気筒の燃焼状態に影響され、サイクル毎の変動が非常に大きく、定常状態での平均値は推定可能であってもサイクル毎の筒内圧を精度良く推定することは困難である。本実施形態は、このような従来推定が困難であった初期の流入空気量を精度良く推定できる一方法をも提案する。
【００４２】
次に、図３を参照しつつ、前記空気量の推定を含むエンジン制御のメインルーチンについて説明する。このメインルーチンはＥＣＵ１００によって各気筒毎に、且つ所定のクランク角度毎に実行される。
【００４３】
まず最初のステップＳ１０１では、ある一気筒に供給すべき空気量の目標値である目標空気量Ga_trgが算出される。ここではまず、クランク角センサ２８及びアクセル開度センサ３０の出力信号に基づいてそれぞれ演算及び検出されたエンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃが取得される。そしてそのアクセル開度Ａｃに基づき、エンジンに要求されるトルク即ち目標トルクＴｔが決定される。当然、アクセル開度Ａｃが大きくなるほど目標トルクＴｔは大きくなる。次に、エンジン回転速度Ｎｅと目標トルクＴｔとに基づき、図４に示す目標空気量マップを使用して、目標空気量Ga_trgが算出される。なお、目標空気量Ga_trg、開弁前空気量Ｇａ１及び開弁後空気量Ｇａ２等は、エンジン１気筒に対する１吸気行程当たりの空気量（ｇ／気筒）とする。
【００４４】
次にステップＳ１０２において、エンジン運転状態を表すパラメータである目標空気量Ga_trg及びエンジン回転速度Ｎｅに基づき、吸気制御弁２３の作動域にあるか否かが判断される。この判断は、図５に示すような作動域マップを使用して行われる。このマップでは、全領域が作動域Ａと非作動域Ｂとに区分されている。作動域Ａは、エンジンの低回転側且つ中高負荷側に存在する。エンジン運転状態が作動域Ａにあるときは、前記吸気制御弁２３を作動させて空気量を増加するようにする。エンジン運転状態が非作動域Ｂにあるときは吸気制御弁２３を非作動とする。作動域Ａと非作動域Ｂとの境界線上は吸気制御弁非作動状態で最大空気量が得られる領域となる。
【００４５】
目標空気量Ga_trg及びエンジン回転速度Ｎｅの値が作動域Ａにある場合は、ステップＳ１０３に進んで作動フラグがオンされる。他方、作動域Ａにない場合（即ち非作動域Ｂにある場合）は、ステップＳ１０４に進んで作動フラグがオフされる。このように、エンジン運転状態に基づいて吸気制御弁作動要求の有無が判定される。
【００４６】
次に、ステップＳ１０５に進んで、作動フラグがオンか否かが判定される。オフのときはステップＳ１１２に進んでエアフローメータ２１の検出値に基づき当該気筒に流入する空気量Ｇａを推定した後、ステップＳ１１３に進む。他方、オンのときはステップＳ１０６に進んで、後述の制御１を実行することにより、開弁前空気量Ｇａ１を推定する。なお、このメインルーチンは気筒毎に順次実行されるので、吸気制御弁２３の作動の開始時及び終了時には、一部の気筒が作動状態を前提とした空気量推定（ステップＳ１０６〜Ｓ１１１）、残りの気筒が非作動状態を前提とした空気量推定（ステップＳ１１２）となる。
【００４７】
ステップＳ１０６の次はステップＳ１０７に移行し、開弁後空気量の目標値Ga2_trgが、式：Ga2_trg＝Ga_trg−Ｇａ１により算出される。
【００４８】
次に、ステップＳ１０８に進み、エンジン回転速度Ｎｅと開弁後空気量目標値Ga2_trgとに基づき、吸気制御弁２３の開弁時期CA_Poが、図６の開弁時期マップを参照して決定される。
【００４９】
次に、ステップＳ１０９において、エンジン回転速度Ｎｅに基づき、吸気制御弁２３の閉弁時期CA_Pcが、図７の閉弁時期マップを参照して決定される。
【００５０】
次のステップＳ１１０では、後述の制御２が実行され、ステップＳ１０８、Ｓ１０９で決定された開弁時期CA_Po、閉弁時期CA_Pcのタイミングで吸気制御弁２３が開閉作動されると共に、開弁後空気量Ｇａ２が推定される。
【００５１】
こうして開弁前空気量Ｇａ１と開弁後空気量Ｇａ２とが推定により求まったならば、ステップＳ１１１に進んで、推定値としての空気量Ｇａが式：Ｇａ＝Ｇａ１＋Ｇａ２により算出される。
【００５２】
次に、ステップＳ１１３では、エンジン回転速度Ｎｅと目標空気量Ga_trgとに基づき、基本点火時期Tigbが、図８の基本点火時期マップを参照して決定される。
【００５３】
これに続くステップＳ１１４では、点火時期の補正が行われて最終的な点火時期Tigが算出される。即ち、推定空気量Ｇａと目標空気量Ga_trgとの差（＝Ｇａ−Ga_trg）に基づき、点火時期補正量ΔTig（ＢＣＡ）が、図９の点火時期補正量マップを参照して決定される。そしてこの点火時期補正量ΔTigが基本点火時期Tigbに加算され、最終的な点火時期Tigが算出される。以上で本ルーチンが終了される。ここにおいて、推定空気量が目標空気量よりも多い場合、点火時期が遅らされてトルクが低下され、逆に推定空気量が目標空気量よりも少ない場合、点火時期が早められてトルクの低下が抑制される。こうすることにより気筒間の空気量ばらつきによるトルク変動が抑制される。
【００５４】
なお、ディーゼルエンジンの場合に同様の目的を果たすには、例えば推定空気量が目標空気量よりも多い場合、燃料噴射時期が遅らされたり燃料噴射量が減少される。
【００５５】
ここでは制御量の一例として点火時期の場合のみを説明したが、同様のロジックにより、他の制御量である燃料噴射量及び燃料噴射時期も決定することができる。この場合、目標点火時期が目標燃料噴射量及び目標燃料噴射時期に置き換わり、点火時期補正量が燃料噴射補正量及び燃料噴射時期補正量に置き換わり、最終的な点火時期が最終的な燃料噴射量及び燃料噴射時期に置き換わる。本実施形態のようなリーン燃焼が行われる場合、推定空気量と目標空燃比とに基づいて燃料噴射量を決定するようにしてもよい。ＥＣＵ１００は、これら制御量に基づいて各気筒の点火プラグ１４及びインジェクタ１０を制御する。
【００５６】
次に、図１０に基づき、開弁前空気量Ｇａ１を推定するための制御Ａについて説明する。なお、この制御Ａに関連する各タイミング等を図１１に示すので適宜参照されたい。
【００５７】
まずステップＳ２０１では、クランク角センサ２８によって検出される実際のクランク角度が所定角度CA_Iobか否かが判断される。この所定角度CA_Iobは、吸気弁１６の開弁直前となる角度、言い換えれば吸気弁１６の開弁時期CA_Ioの所定角度前となる角度であり、例えば吸気弁１６の開弁時期の５°ＣＡ前となる角度である。
【００５８】
クランク角度が所定角度CA_Iobであるときは、ステップＳ２０２で、その所定角度CA_Iobにおけるポート圧が圧力センサ５５により検出され、初期ポート圧Ｐ０としてＥＣＵ１００のメモリに一時記憶される。このような初期ポート圧Ｐ０が検出・記憶される理由は後に説明する。
【００５９】
ステップＳ２０２の後はステップＳ２０３に進む。他方、ステップＳ２０１でクランク角度が所定角度CA_Iobでないと判断された場合は、ステップＳ２０２をスキップしてステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、吸気制御弁２３の仮開弁時期CA_Po0が算出される。ここでは、開弁前空気量Ｇａ１を算出するタイミングを決めるため、図６の開弁時期マップから、エンジン回転速度Ｎｅと空気量目標値Ga_trgとに基づき、吸気制御弁２３の仮開弁時期CA_Po0が仮決定される。
【００６０】
次に、ステップＳ２０４では、実際のクランク角度が、吸気制御弁２３の仮開弁時期CA_Po0より所定角度ΔＣＡ前の時期CA_P1か否かが判断される。本実施形態では所定角度ΔＣＡが３０°ＣＡに設定される。実際のクランク角度が仮開弁時期CA_Po0より所定角度ΔＣＡ前の時期CA_P1であると判断された場合、ステップＳ２０５に進んで当該時期CA_P1におけるポート圧が圧力センサ５５により検出され、Ｐ１としてＥＣＵ１００のメモリに一時記憶される。そしてその後ステップＳ２０６に移行する。他方、実際のクランク角度が時期CA_P1でないと判断された場合、ステップＳ２０５をスキップしてステップＳ２０６に移行する。
【００６１】
ステップＳ２０６では、初期ポート圧Ｐ０及びポート圧Ｐ１に基づき、基本値としての開弁前空気量Ｇａ１‘が後述の方法で算出される。そしてその後ステップＳ２０７において、オーバーラップ期間中の吸気の排気系への吹き抜けを考慮した補正を行い、最終的な補正後の開弁前空気量Ｇａ１を算出し、本ルーチンが終了する。ここでは、開弁前空気量の基本値Ｇａ１‘に基づき、図１２の吹き抜け量マップを用いて、吹き抜け量Ga_exが算出され、この吹き抜け量Ga_exを開弁前空気量の基本値Ｇａ１‘から差し引いて、最終的な補正後の開弁前空気量Ｇａ１（＝Ｇａ１‘−Ga_ex）が算出される。なおマップ中、Ｇａ１’ｍａｘは、オーバーラップ時（これはほぼ吸気上死点とみなせる）の気筒容積に基づく開弁前空気量の最大値である。オーバーラップが無い場合、吸気の吹き抜けは生じないのでこの補正は省略される。
【００６２】
この制御Ａについて以下説明を加える。まず、ここで行っている制御の概要は、吸気弁１６の開弁前後のタイミングにおけるポート圧Ｐ０，Ｐ１をそれぞれ検出し、これらポート圧に基づいて基本値としての開弁前空気量Ｇａ１‘を算出する、というものである。
ステップＳ２０６における開弁前空気量Ｇａ１‘の推定に関し、吸気制御弁２３が開弁する前にポート通路１１ｂから気筒内に流入した空気量は、ポート通路１１ｂから減少した空気量と等しい。ポート通路１１ｂの容積は幾何学的に決まり、既知の一定値であることから、吸気弁１６の開弁直前から吸気制御弁２３の開弁直前までのポート通路１１ｂ内の空気密度変化から、開弁前空気量Ｇａ１‘を推定することができる。
【００６３】
ポート通路１１ｂから空気が筒内に流れ込むときのポート圧の減少は断熱変化と見なすことができ、密度の変化は、吸気弁開弁前の圧力Ｐ０と吸気制御弁開弁前の圧力Ｐ１とから、次式により求められる。
ρ１／ρ０＝（Ｐ０／Ｐ１）＾（−１／ｋ）  ・・・（１）
ここで、ρ０、ρ１はそれぞれＰ０、Ｐ１検出時の空気密度である。それぞれを吸気弁開弁前密度、吸気制御弁開弁前密度と称す。ｋは所定の定数である。なお、記号「＾」は累乗を意味し、右辺：（Ｐ０／Ｐ１）＾（−１／ｋ）は、（Ｐ０／Ｐ１）の（−１／ｋ）乗を意味する（以下同様）。
【００６４】
よって、気筒内に流入した開弁前空気量Ｇａ１‘は次式により算出される。
Ｇａ１‘＝Ｖ×（ρ０−ρ１）＝Ｖ×ρ０×（１−（Ｐ０／Ｐ１）＾（−１／ｋ））
・・・（２）
ここで、Ｖはポート通路１１ｂの容積である。
吸気弁開弁前密度ρ０は、吸入空気温度及びインマニ圧より算出できる。本実施形態では、吸入空気温度及びインマニ圧として、それぞれ吸気温センサ４２及び吸気圧センサ４１で検出した値を用いる。
【００６５】
よって、吸気温、吸気圧、吸気弁開弁前圧力Ｐ０及び吸気制御弁開弁前圧力Ｐ１から、（２）式に従って、開弁前空気量Ｇａ１‘を算出できる。本実施形態ではＥＣＵ１００がこのような計算を行って開弁前空気量Ｇａ１‘を算出する。
【００６６】
ここで、より精度を上げるためには、空気が吸気系及びシリンダヘッド等から受ける受熱量を考慮するのが望ましい。この受熱の影響を考慮した吸気温度の上昇量Ｃは次式により計算できる。
Ｃ＝Ａ×log１０Ｎｅ＋Ｂ
ここで、Ａ，Ｂは実験等により求められる一定値である。
【００６７】
次に、ステップＳ２０４、Ｓ２０５に関して、ポート圧Ｐ１の検出タイミングCA_P1を吸気制御弁２３の仮開弁時期CA_Po0より所定角度ΔＣＡ前とした理由を説明する。
【００６８】
開弁前空気量Ｇａ１が正の値を持つ場合（排気系からの逆流があれば負の値を持つこともあり得る）、Ga2_trg＜Ga_trgとなり、当初の目標空気量Ga_trgから想定した吸気制御弁開弁時期よりも、開弁後空気量目標値Ga2_trgに基づく吸気制御弁開弁時期が早くなる。この吸気制御弁開弁時期のズレを考慮して、吸気制御弁開弁時期よりもポート圧Ｐ１の検出タイミングを確実に早くするために、ポート圧Ｐ１の検出タイミング（即ち開弁前空気量Ｇａ１の算出タイミング）を、吸気制御弁２３の仮開弁時期CA_Po0より所定角度ΔＣＡ前とした。即ち、
CA_P1＜CA_Po＜CA_Po0      ・・・（３）
の関係を満たすように、ポート圧Ｐ１の検出時期CA_P1を設定している。
【００６９】
ここで、ポート圧Ｐ１の検出時期CA_P1（°ＡＴＤＣ）は、図１３に示すような検出時期マップを用いて、エンジン回転速度Ｎｅと目標空気量Ga_trgとに基づき、決定するようにしてもよい。なおエンジン回転速度Ｎｅ＝Ｎ１であるときのマップ上の関係を図１４に示す。
【００７０】
次に、ステップＳ２０７に関し、オーバーラップ中の吹き抜け補正の精度を向上する方法を以下に述べる。
【００７１】
まず、開弁前空気量Ｇａ１の計測を、（１）吸気弁開弁時〜排気弁閉弁時と、（２）排気弁閉弁時〜吸気制御弁開弁時との二つの期間に分割する。そして（１）での空気量（Ｇａ（１）とする）は、前記ルーチンにあったような計算ロジックをそのまま適用する。即ち、基本開弁前空気量Ｇａ（１）‘に吹き抜け補正を行ってＧａ（１）を求める。他方、（２）での空気量（Ｇａ（２）とする）は、前記ルーチンにあったような計算ロジックから吹き抜け補正を除いたロジックを適用する。そして最後に、Ｇａ（１）とＧａ（２）との合計を最終的な開弁前空気量Ｇａ１とする。
【００７２】
次に、ステップＳ２０４，Ｓ２０５に関し、ポート圧Ｐ１の検出タイミングと吸気制御弁開弁時期とのズレを少なくするための補正と、新たな検出タイミングで検出されたポート圧Ｐ１を用いた開弁前空気量Ｇａ１の算出とについて説明する。
【００７３】
ポート圧Ｐ１は、吸気弁が一定以上リフトとし、ポート通路１１ｂに保持されていた高圧空気が十分筒内に流入して、ポート圧と筒内圧との差圧が十分小さくなったタイミングで検出するのが望ましい。従って、ポート圧Ｐ１の検出タイミングはできるだけ吸気制御弁２３の開弁時期に近いのが望ましく、吸気制御弁２３の開弁時期、即ち、ＥＣＵ１００から吸気制御弁２３に開弁信号を送ったが吸気制御弁２３自体はまだ開き始めていないタイミングで検出するのが理想的である。しかしながら、上記の制御１では、吸気制御弁２３が開いてからのポート圧Ｐ１検出を確実に避けるため、その開弁時期より早いタイミングで検出を行っている。
【００７４】
そこで、このズレを少なくするため、以下の方法を採用するのがより好ましい。まず第一の方法は、開弁後空気量の目標値Ga2_trgを算出（図３のステップＳ１０７）した後、吸気制御弁２３の開弁時期CA_Poにおけるポート圧Ｐ１を推定して再度開弁前空気量Ｇａ１を算出するやり方である。このポート圧Ｐ１は、吸気行程での気筒容積変化と、この変化に対するポート圧変化とにより求まる。気筒容積はクランク角度の関数であり、よって気筒容積変化はクランク角センサ２８の検出値から求められる。より具体的には、閉じた系においては、ある時点での容積と圧力とが分かれば、容積が変化した後の圧力は次式から算出できる。
ｐ２＝ｐ１（ｖ１／ｖ２）＾ｋ      ・・・（４）
ただし、ｐは圧力、ｖは容積、ｋは所定の係数、添え字１は初期状態、添え字２は容積変化後をそれぞれ意味する。
【００７５】
従って、この式（４）を利用すれば、吸気制御弁２３の開弁時期CA_Poにおけるポート圧Ｐ１を推定することができる。言い換えれば、開弁時期CA_Poにおけるポート圧Ｐ１は、これを直接検出しなくても、その以前の二つの時期における圧力を検出すれば、推定可能である。
【００７６】
また第二の方法は、吸気制御弁２３の開弁時期CA_Poにおけるポート圧Ｐ１を圧力センサ５５により直接検出し、なおかつこの検出値に基づいて開弁前空気量Ｇａ１を算出するやり方である。
【００７７】
次に、図１５に基づき、開弁後空気量Ｇａ２を推定するための制御Ｂについて説明する。なお、この制御Ｂに関連する各タイミング等を図１６に示すので適宜参照されたい。
まずステップＳ３０１では、クランク角センサ２８によって検出される実際のクランク角度が、図３のステップＳ１０８で求められた吸気制御弁２３の開弁時期CA_Poか否かが判断される。
【００７８】
クランク角度が開弁時期CA_Poであるときは、ステップＳ３０２で、吸気制御弁２３が開弁される。即ち、ＥＣＵ１００から吸気制御弁２３に開弁信号が出力される。また同時に、この時のポート圧が圧力センサ５５により検出され、開弁時ポート圧Ｐ２としてＥＣＵ１００のメモリに一時記憶される。こうしてステップＳ３０３に移行する。他方、ステップＳ３０１でクランク角度が開弁時期CA_Poでないと判断された場合は、ステップＳ３０２をスキップしてステップＳ３０３に進む。
【００７９】
ステップＳ３０３では、クランク角センサ２８によって検出される実際のクランク角度が、図３のステップＳ１０９で求められた吸気制御弁２３の閉弁時期CA_Pcか否かが判断される。
【００８０】
クランク角度が閉弁時期CA_Pcであるときは、ステップＳ３０４で、吸気制御弁２３が閉弁される。即ち、ＥＣＵ１００から吸気制御弁２３に閉弁信号が出力される。こうしてステップＳ３０５に移行する。他方、ステップＳ３０３でクランク角度が閉弁時期CA_Pcでないと判断された場合は、ステップＳ３０４をスキップしてステップＳ３０５に進む。
ステップＳ３０５では、吸気制御弁２３の開弁期間CA_Pwが式：CA_Pw＝CA_Pc−CA_Poにより算出されると共に、開弁時ポート圧Ｐ２、開弁時期CA_Po及び開弁期間CA_Pwに基づき、図１７の開弁後空気量マップを参照して、基本値としての開弁後空気量Ｇａ２‘が算出される。この点は後に詳述する。
【００８１】
そして次に、ステップＳ３０６において、開弁後空気量に対して平均インマニ圧に基づく補正を行い、最終的な補正後の開弁後空気量Ｇａ２を算出し、本ルーチンを終了する。この補正は次式により行われる。
Ｇａ２＝Ｇａ２‘×（平均インマニ圧）／（基準インマニ圧）      ・・・（５）
ここでは平均インマニ圧として、吸気圧センサ４１により検出した圧力値が用いられる。
【００８２】
また、基準インマニ圧は、ＥＣＵ１００に予め記憶された一定値であり、より具体的には図１７の開弁後空気量マップを作成したときのインマニ圧である。
【００８３】
ステップＳ３０５の開弁後空気量Ｇａ２‘の算出に関して説明すると、図１７の開弁後空気量マップは、開弁時ポート圧Ｐ２、開弁時期CA_Po及び開弁期間CA_Pwという三つのパラメータから、開弁後空気量Ｇａ２‘を算出できるように作成された三次元マップである。例えば、ある一定の開弁期間CA_Pw_nにおけるマップを抽出すると図１８に示す通りとなる。なおＴＤＣは吸気上死点、ＢＤＣは吸気下死点である。見られるように、吸気下死点ＢＤＣ付近では開弁時期CA_Poが遅れるほど開弁後空気量Ｇａ２‘が少なくなるが、これは吸気制御弁２３の開弁から吸気弁１６の閉弁までの期間が短くなり、筒内に入る空気量が少なくなることによる。なおこのマップは吸気制御弁２３の閉弁と吸気弁１６の閉弁とが同時であることを前提とする。こうして結局、この開弁後空気量マップを用いることにより、開弁後空気量（より具体的にはその基本値Ｇａ２’）を求めることができる。
【００８４】
本発明者らは、鋭意研究の結果、これら三つのパラメータにより、吸気制御弁２３が開いたときに気筒内に流入する空気量を推定できることを見いだした。特に、吸気制御弁２３の開弁後の空気流量は、吸気制御弁２３の開弁タイミングとその時点でのポート圧とに大きく依存する。かかる開弁後空気量マップは、そのような知見に基づき、実験・解析といった過程を経て作成されたものである。概して、吸入空気量を多くしようとした場合、開弁時ポート圧Ｐ２を低くしたり（吸気制御弁上下流側の差圧が大きくなり開弁時の流速が上がる）、開弁時期CA_Poを遅らせたり（同様の理由及び筒内容積が大きい段階で空気を押し込める）、開弁期間CA_Pwを適切にとったりする（空気の逆流が生じる直前で閉弁する）ことが有効である。ただし開弁時期CA_Poについては、開弁時ポート圧Ｐ２と筒内容積と開弁後の開弁期間CA_Pw（或いは吸気弁閉弁時期）等との関係で最適なタイミングがある。いずれにせよ、これら三つのパラメータに基づいて開弁後空気量を推定することにより、吸気制御弁２３の作動時に気筒内に流入する空気量を正確に推定することが可能となる。
【００８５】
ここで、かかる実施形態ではパラメータの一つとして開弁期間CA_Pwを採用したが、これは閉弁時期CA_Pcに置き換えることもできる。なぜならCA_Pc＝CA_Po＋CA_P_wの関係からして、両者は一方が求まれば他方が求まる関係にあるからである。従って図１５のステップＳ３０５及び図１７の開弁後空気量マップにおいて、開弁期間CA_Pwを閉弁時期CA_Pcに置換可能である。
【００８６】
本発明は、ガソリンエンジン以外のいかなる形式のエンジンにも適用できる。ガソリンエンジンの場合、前述のような直噴式或いは筒内噴射式に限らず、吸気通路噴射式エンジンや、吸気通路噴射と筒内噴射との両方を実行可能ないわゆるデュアル噴射式のエンジンにも適用できる。また、ディーゼルエンジンや、アルコール、液化天然ガス等の代替燃料を用いるエンジンにも適用可能である。本発明は過給式エンジンにも適用可能で、特にこの場合自然吸気よりもインマニ圧が高くなるので、吸気制御弁の上下流側の差圧を大きくでき、慣性過給効果を一層助長することができる。前記実施形態で示したようなマップは演算式に置き換えることも可能である。
【００８７】
前記実施形態では、本発明にいう吸気制御弁制御手段、空気量推定手段、制御量決定手段及び開弁前空気量推定手段がＥＣＵ１００によって構成され、圧力検出手段が圧力センサ５５によって構成される。
【００８８】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、また、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置の構成を概略的に示すシステム図である。
【図２】吸気制御弁作動時の圧力及び空気流量の変化の様子を示すタイムチャートである。
【図３】本実施形態に係るエンジン制御のメインルーチンのフローチャートである。
【図４】目標空気量マップである。
【図５】吸気制御弁の作動域マップである。
【図６】吸気制御弁の開弁時期マップである。
【図７】吸気制御弁の開弁期間マップである。
【図８】基本点火時期マップである。
【図９】点火時期補正量マップである。
【図１０】制御１のルーチンのフローチャートである。
【図１１】制御１に関する補助的なタイムチャートである。
【図１２】吹き抜け量マップである。
【図１３】検出時期マップである。
【図１４】エンジン回転速度Ｎｅ＝Ｎ１であるときの検出時期マップ上の関係を示す。
【図１５】制御２のルーチンのフローチャートである。
【図１６】制御２に関する補助的なタイムチャートである。
【図１７】開弁後空気量マップである。
【図１８】ある一定の開弁期間CA_Pw_nにおける開弁後空気量マップである。
【符号の説明】
【００９０】
１  エンジン
１０  インジェクタ
１１  吸気通路
１１ａ  インマニ通路
１１ｂ  ポート通路
１２  シリンダ
１３  燃焼室
１４  点火プラグ
１５  吸気ポート
１６  吸気弁
１７  排気通路
１８  触媒
１９  排気ポート
２０  排気弁
２２  吸気絞り弁
２３  吸気制御弁
３３  弁体
３４  アクチュエータ
４１  吸気圧センサ
４２  吸気温センサ
５５  圧力センサ
１００  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
CA_Po  吸気制御弁の開弁時期
CA_Pc  吸気制御弁の閉弁時期
CA_Pw  吸気制御弁の開弁期間
Ｇａ  空気量
Ｇａ１  開弁前空気量
Ｇａ２  開弁後空気量
Ｐ０  初期ポート圧
Ｐ１  ポート圧
Ｐ２  吸気制御弁の開弁時期におけるポート圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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